Fluoreszenzoptische Bildgebung bei Patienten mit juvenilen rheumatischen Erkrankungen

Abstract

Hintergrund: Gelenkschmerzen sind bei Kindern und Jugendlichen ein häufiges Symptom. Zur Unterscheidung zwischen entzündlichen und nicht-entzündlichen Ursachen ist das verlässliche Erkennen einer Arthritis essentiell. Indocyaningrün-gestützte Fluoreszenzoptische Bildgebung (FOI) ist eine neue Technologie, die mithilfe von nahinfrarotem Licht Entzündungen in Hand- und Fingergelenken darstellen kann. Ziele: i) Vergleich von FOI mit Gelenkultraschall (US) im B-Bild und power Doppler (PD) Modus und klinischer Untersuchung, ii) Ermittlung des positiven prädiktiven Wertes (PPW) von FOI zur Unterscheidung zwischen entzündlichen und nicht-entzündlichen juvenilen Gelenkerkrankungen. Methodik: Beide Hände von 76 Patienten mit Schmerzen in Hand- und/oder Fingergelenken (53 mit juveniler idiopathischer Arthritis (JIA), 23 mit nicht-entzündlichen Gelenkerkrankungen) wurden mittels FOI und B-Bild/PDUS untersucht. Entzündliche Veränderungen wurden jeweils mittels semiquantitativem Score (0-3) erfasst und Gelenke mit Wertungen >0 als aktiv definiert. Anhand der Signalanreicherung in den Fingerbeeren wurden für jeden Patienten drei FOI-Phasen (P1-3) bestimmt. Als klinisch aktiv galten Gelenke mit Schwellung oder schmerzhafter Bewegungseinschränkung. Sensitivität und Spezifität der FOI-Phasen sowie des automatisch generierten PrimaVista-Modus (PVM) wurden jeweils mit klinischer Untersuchung und B-Bild/PDUS als Referenzmethoden analysiert. Der PPW wurde mittels „area under curve (AUC)”-Analysen berechnet. Ergebnisse: Von allen Methoden zeigte die FOI die höchste Rate an positiven Befunden (36% aller Gelenke). Mit B-Bild/PDUS als Standardreferenz erreichte sie eine Sensitivität von 67,3%/72,0% und eine Spezifität von 65,0%/58,8% für die Detektion einer Arthritis bei JIA- Patienten. Die Spezifität war am höchsten in P3 (B-Bild: 94,3%/PDUS: 91,7%), die Sensitivität in P1 (B-Bild: 51,8%/PDUS:59,8%). FOI erkannte klinisch aktive Gelenke mit höherer Sensitivität als B-Bild/PDUS (75,2% vs. 57,3%/32,5%). Sowohl FOI als auch US zeigten positive/pathologische Befunde bei Patienten ohne entzündlich-rheumatische Erkrankungen (25% bzw. 14% der Gelenke). Der prädiktive Wert für die Unterscheidung zwischen entzündlichen und nicht-entzündlichen Gelenkerkrankungen lag bei 0,79 für FOI und 0,80/0,85 für B-Bild/PDUS. Schlussfolgerung: Die Übereinstimmung zwischen Fluoreszenzoptischer Bildgebung und Ultraschall bzw. klinischer Untersuchung war - je nach betrachteter FOI-Phase - moderat bis gut. FOI und US hatten einen vergleichbaren prädiktiven Wert für die Unterscheidung zwischen entzündlichen und nicht-entzündlichen Gelenkerkrankungen, zeigten aber jeweils Limitationen und sollten daher mit Vorsicht interpretiert werden. Die FOI könnte in Zukunft eine ergänzende diagnostische Methode in der Kinderrheumatologie darstellen.

Background: Joint pain is a common complaint in children and adolescents. Valid detection of arthritis is essential for distinguishing inflammatory from noninflammatory causes. Indocyanine green-enhanced fluorescence optical imaging (FOI) is a new technology that visualizes inflammation in arthritic wrist and finger joints. Objectives: (i) To compare FOI with ultrasonography (US, by gray-scale (GS) and power Doppler (PD)) and clinical examination (CE), (ii) to estimate the predictive power of FOI to distinguish between inflammatory and noninflammatory juvenile joint diseases. Methods: A total of 76 patients describing pain in wrist and/or finger joints were enrolled (53 with juvenile idiopathic arthritis (JIA), 23 with non-inflammatory joint diseases). Joints were defined as clinically active if either joint swelling or tenderness combined with limited range of motion were present. FOI and GS/PDUS were performed in both hands of each patient. A semiquantitative score grading inflammation from 0–3 was applied for each imaging method and joints were defined as active with scores >0. Three phases of FOI (P1-3) were determined according to signal intensity in the fingertips. Sensitivity and specificity of FOI phases and automatically generated PrimaVista Mode (PVM) were analyzed using CE and GS/PDUS as references. Positive predictive values for FOI and US were evaluated by calculating the ‘area under receiver operating characteristics curve (AUC)’. Results: Of all methods, FOI showed the highest rate of positive results (36% of all joints). Taking GS/PDUS as standard of reference, FOI had a sensitivity of 67.3%/72.0% and a specificity of 65.0%/58.8% for detecting arthritis in JIA patients. Specificity reached highest values in P3 (GSUS: 94.3%/PDUS: 91.7%), whereas sensitivity was highest in P1 (GSUS: 51.8%/PDUS:59.8%). Clinically active joints were detected by FOI with higher sensitivity than by GS/PDUS (75.2% vs. 57.3%/32.5%). Remarkably, both imaging methods showed positive findings in patients without any sign of inflammatory joint diseases (FOI: 25%, US: 14% of joints). The predictive value for discrimination between inflammatory and noninflammatory joint diseases was 0.80/0.85 for GS/PDUS and 0.79 for any FOI phase. Conclusions: Dependent on the phase evaluated, agreement of FOI with CE and US was moderate to good. FOI and US had a comparable predictive power to discriminate between inflammatory and noninflammatory joint diseases. However, both methods showed limitations and should be interpreted cautiously in order not to overestimate pathologic findings. In future, FOI may provide an additional method to evaluate inflammation of wrist and finger joints of pediatric patients.